自20世纪80年代初核酶被发现以来，催化核酸已被应用于多个领域。与蛋白质酶相比，催化核酸具有结构可编程、易于修饰且更稳定（尤其是 DNA）的特点。本文以历史视角总结核酸酶若干主要交叉研究方向，这些方向可能产生更广泛影响。20世纪80年代对核酶的早期研究打破了“所有酶都是蛋白质”的观念，为 RNA 世界假说提供了新证据。1994年，首...
为突破石墨烯生物传感器在器件间性能不均一方面的关键应用障碍，本文提出一种全固态（FSS）晶体管构型。该构型用高介电常数固体介质完全封装石墨烯传感单元，使其与溶液污染物隔离，从而在批量制备器件中均匀保持原始石墨烯的优异载流子迁移率。为构建对生物分子相互作用敏感的界面，在顶层固体介质上定义由导电巯基苯基分子连接子功能化的金属浮栅。由于金...
精确监测铅(II)离子(Pb2+)对环境保护和人体健康监测具有重要意义。本文设计了一种基于Pb2+特异性DNAzyme和Cy3标记DNA修饰金纳米棒(AuNRs)的“关闭型”SERS检测策略，用于灵敏、选择性测定Pb2+。首先，将巯基化探针DNA通过Au-S键固定于AuNRs表面，再与DNAzyme催化信标杂交；在Pb2+存在下，D...
本研究提出一种基于还原氧化石墨烯（RGO）和金纳米颗粒（AuNPs）的Pb2+灵敏放大检测策略。硫修饰DNAzyme特异性自组装于RGO-AuNPs修饰电极表面。二茂铁标记的单链DNAzyme（Fc-ssDNAzyme）自杂交形成DNA发夹结构。当Pb2+存在时，电极表面吸附的Fc量发生变化，引起电信号改变，该变化可通过差脉冲伏安法...
固态纳米通道具有优异的机械性能和化学稳定性，结合可编程DNA可实现按需控制离子传输，但纳米通道功能化不足限制了可检测对象类型及其通用性。为此，作者利用缺口杂交链反应（nick-HCR, nHCR）纳米结构作为分子门，构建了通用纳米通道传感平台，该平台可响应通用序列Y。对于三价铬离子（Cr3+），金属离子依赖的DNAzyme切割反应先...
光电化学（PEC）检测具有低背景、仪器简单和灵敏度高等优点，是同时多组分检测的潜在策略，但如何在单一传感平台上区分不同目标引起的光电流变化是关键问题。本文提出一种基于对光活性材料 3,4,9,10-芘四羧酸二酐（PTCDA）波长可区分信号猝灭与增强的多重 PEC 生物传感器，用于同时检测 Pb2+ 和 Mg2+。含增敏剂亚甲基蓝（M...
尽管开发能跨多个数量级测量分析物浓度的生物传感器备受关注，但实现这一目标一直困难。本文报道一种模块化生物传感器架构，将两种不同读出机制整合到单一分子结构中，实现超宽动态范围的目标检测。该双模式读出DNA生物传感器（DMRD）结合ATP适配体与DNAzyme，通过两种不同机制定量三磷酸腺苷（ATP）：低浓度（微摩尔）时产生基于荧光变化...
心肌肌钙蛋白I（cTnI）的灵敏准确检测对心肌梗死诊断至关重要。本研究设计了一种基于DNA纳米四面体（NTH）捕获探针和多功能混合纳米探针的双适配体电化学（EC）生物传感器用于cTnI检测。首先，NTH-Tro4适配体探针通过Au-S键固定在丝网印刷金电极（SPGE）表面，提供增强的空间维度与可及性以捕获cTnI。随后，以磁性Fe3...
本文报道了一种用于检测microRNA-141（miRNA-141）的双向电化学发光（ECL）生物传感器，具有阿摩尔级检出限和两段式跨8个数量级的线性范围。在碳氮化物纳米片与金纳米粒子修饰电极上组装了血红素/G-四链体DNAzyme。当0.1 M K2S2O8作为共反应剂时，适量H2O2（不超过10 mM）可增强碳氮化物纳米片的EC...
本文报道了一种用于铅(II)离子（Pb2+）检测的放大电化学生物传感方案。该方案利用 Pb2+ 依赖型 DNAzyme 辅助的目标循环和催化发夹组装（CHA）实现多重信号放大。发夹形底物探针（SP）由触发探针（TP）和连接在金纳米颗粒（AuNP）上的捕获探针1（CP1）组成；酶探针（EP）与 SP 部分杂交形成 DNAzyme 系统...
重金属离子的快速、准确和便捷检测对公共卫生具有重要意义。本文开发了一种基于DNAzyme的电化学生物传感器用于检测Pb2+。该传感器将含有DNAzyme且可被Pb2+激活的探针锚定在传感界面上，探针基于明确自组装的三维DNA纳米结构（DNA四面体）。作者比较了三种四面体设计模型，发现检测性能取决于亚甲基蓝（MB）与电极表面之间距离的...
铅离子（Pb2+）的灵敏检测对食品安全、环境监测和人类健康具有重要意义。为此，本文提出一种新型荧光生物传感器——DNAzyme 功能化 R-藻红蛋白（DNAzyme-R-PE），用于 Pb2+ 分析。该传感器通过将 Iowa Black® FQ 修饰的 DNAzyme–底物复合物固定在 SPDP 功能化 R-PE 表面制备而成。在无...
鳗弧菌（Vibrio anguillarum）是造成水产鱼类严重损失的重要病原菌，其快速检测与防控十分关键。DNAzyme 是具有催化活性的 DNA 分子，稳定性好。本研究以鳗弧菌粗细胞外基质（CEM）为靶标，采用未修饰 DNA 文库进行体外筛选，较以往标记文库更易推广。经 7 轮筛选获得高活性、高特异性 DNAzyme VAE-2...
现场核酸检测需要无需特殊设备、可检测多种遗传生物标志物的灵敏且简便的生物传感器。等温杂交链反应（HCR）信号放大是现场检测的候选策略。本文开发了一种基于无酶通用杂交链反应（uHCR）与血红素/G-四链体辣根过氧化物酶（HRP）模拟DNAzyme双放大的新型核酸比色生物传感器。uHCR通过引入靶标特异性触发发夹，在不改变整体系统的前提...
基于核酸的生物传感器在现代生命科学中极为重要，已广泛用于疾病生物标志物检测，并应用于医学分析、基因治疗和病原体鉴定等领域。因此，发展快速、灵敏、选择性强的核酸检测方法十分必要。本文基于熵驱动扩增（EDA）策略和Mg2+依赖DNAzyme切割方法，开发了一种超灵敏、无酶电化学生物传感器用于核酸检测。在目标DNA（T-DNA）存在下，T...
本文报道了一种基于分裂镁离子依赖DNAzyme、分裂适配体和金纳米颗粒（AuNPs）杂交诱导聚集的ATP比色检测方法。ATP适配体和Mg(II)依赖DNAzyme均被分成两段，分别整合到两个DNA探针中；探针还含有相互互补的茎序列和间隔序列。当存在ATP时，两个探针上的分离DNAzyme序列通过适配体两段对ATP的同步识别而组装成完...
本文合成刚性DNA四面体（TDN）支架，通过在四面体顶点随机锚定两对辣根过氧化物酶（HRP）/葡萄糖氧化酶（GOx），精确调控酶间距离，避免传统刚性骨架可控性与生物相容性差的问题，并克服DNA折纸因柔性DNA摆动导致酶间距离调控不精确的缺陷。通过改变TDN边长，系统调节HRP与GOx间距，获得催化效率最高的最优TDN支架，并用于构建...
本文利用银离子可介导Mg2+依赖DNAzyme（Mgzyme）活性的特性，首次开发了一种用于半胱氨酸（Cys）放大检测的开启型荧光生物传感器。由于Mgzyme可与Ag+相互作用形成胞嘧啶-Ag+-胞嘧啶（C-Ag+-C）碱基对，其催化核心构象发生改变，催化活性被抑制，Mgzyme-Ag+复合物不能启动切割反应，因此传感器背景荧光很低...
DNA纳米技术在生物传感器设计中具有广阔前景，可用于传感表面纳米结构构建、适配体识别和DNA信号放大。本文首次提出并实现基于光纤表面等离子共振（FO-SPR）的实时固相DNAzyme切割活性监测概念，用于检测特定单链DNA（ssDNA）。作者首先建立稳健的连接策略，将ssDNA连接的金纳米颗粒（AuNP）共价固定于FO-SPR传感表...
本文提出一种由点击反应触发、波长分辨双信号输出的光电化学（PEC）生物传感器，并结合DNAzyme辅助切割循环放大，用于三重金属离子灵敏检测。Pb2+和Mg2+分别触发离子依赖DNAzyme的切割循环，释放大量含叠氮基的DNA片段azido-S1和azido-S2；这些片段在Cu2+和抗坏血酸（AA）共催化点击反应下，高效接枝到同一...